heb je je ooit afgevraagd waarom de ogen van je kat die enge verticale spleten voor pupillen hebben? Een nieuwe studie suggereert dat de reden kan liggen in katten voorkeur wijze van jagen.
Vertical-spleet pupillen komen het meest voor onder nachtelijke roofdieren die hun prooi in een hinderlaag lokken, volgens het nieuwe onderzoek dat vandaag is gepubliceerd (Aug. 7) in het tijdschrift Science Advances. Hoogstwaarschijnlijk is deze pupil vorm de scherpste manier om afstand te meten voor een prooidieren-snatching sprong, de studie gevonden.,
het nieuwe onderzoek ontleedt echter niet alleen de huiskat; het toont ook aan dat de bizarre horizontale, rechthoekige pupillen die door geiten en schapen worden gedragen, deze prooidieren waarschijnlijk helpen om de horizon te scannen op roofdieren — en het terrein te bekijken wanneer ze voor gevaar sprinten. Bovendien zijn cirkelvormige pupillen meestal te vinden op lange, actieve roofdieren die overdag wakker zijn. Klinkt dat bekend, mensen?,)
Cat ‘ s eye
de observatie dat roofdieren meestal verticale pupillen en horizontale prooien hebben dateert uit de jaren 1940, maar niemand had ooit dat verschil gekwantificeerd, zei Martin Banks, een visieonderzoeker aan de Universiteit van Californië, Berkeley. Om erachter te komen of er waarheid achter de toevallige observaties zat, stelden Banks en zijn team een database samen van 214 soorten op het land. Vervolgens analyseerden ze de pupil-vorm van elke soort in relatie tot de foerageergewoonten van het dier en de dag-of nachtactiviteit., (Het team liet vogels en vissen weg om de complicaties van verschillende visuele omgevingen te beperken.)
hinderlaag roofdieren, zoals veel katten en slangen, waren het meest waarschijnlijk om verticale spleet pupillen te sporten, vooral wanneer deze dieren ‘ s nachts actief waren. De reden voor deze correlatie heeft waarschijnlijk te maken met de mechanica van het oog, vertelde Banks Live Science. Hinderlaag jagers moeten zeer goed zijn in het meten van diepte, zodat ze effectief kunnen springen op hun prooi.
Er zijn twee manieren om diepte te meten zonder te bewegen., In een methode, stereopsis, vergelijkt het brein de afstand tussen de twee beelden die door elk oog worden teruggegeven om de diepte te meten. (Steek je vinger uit, focus erop en sluit elk oog achter elkaar. Die “sprong” die je ziet is de afstand die gebruikt wordt in stereopsis.)
de andere methode, blur, maakt gebruik van de troebelheid van objecten achter en voor de plek waarop je focust.
het blijkt dat de zijwaartse verplaatsing die in stereopsis wordt gebruikt gemakkelijker te meten is met verticale lijnen en contouren dan met horizontale lijnen., Dus, banken zei, de verticale leerling biedt de beste uitzicht voor stereopsis.
om horizontale afstanden te beoordelen, echter, katten en andere spleet-pupil roofdieren gebruiken waarschijnlijk vervaging, zei Banks. Om de onscherpte te maximaliseren, moet de pupil zich wijd openen. En om onscherpte voor horizontale lijnen te maximaliseren, moet de pupil wijd van boven naar beneden openen. Met andere woorden, de ideale vorm is horizontaal smal en breed verticaal — precies de opstelling van een kattenoog.
” Dit is de juiste opstelling om stereo en vervagen te maximaliseren als aanwijzingen om afstand tegelijkertijd, ” Banks zei.,
leerlingen voor prooi
aan de andere kant van het spectrum zijn de vreemde rechthoekige leerlingen van geiten, schapen, paarden en enkele padden. Banks en zijn collega ‘ s ontdekten dat van de 42 plantenetende prooidieren in hun database 36 horizontale pupillen hadden. Om erachter te komen waarom, maakten ze een computermodel van een schaapsoog en maten de optiek ervan.
de resultaten toonden aan dat een horizontale pupil de input van boven en onder minimaliseert en de input van de voor-en achterkant van een dier maximaliseert, waardoor een panoramisch uitzicht ontstaat. Plus, de meeste van deze prooidieren hebben ogen aan de zijkanten van hun hoofd, wat dat zicht verder verbetert.
” Het stelt hen in staat om beter te zien voor en achter, en misschien niet te worden verblind door zonlicht van boven, ” Banks zei.,
nog interessanter, zei Banks, was de ontdekking dat deze leerlingen ook de vervaging van horizontale contouren minimaliseren, waardoor een scherper beeld van de grond en het aankomende terrein wordt gecreëerd. Dat is vrij belangrijk voor een dier dat misschien alles moet laten vallen en rennen als een poema slaat — vooral een dier met zijn ogen op de zijkant van zijn hoofd, zei Banks.
“stel je voor dat je ogen 70 graden keken van waar je loopt,” zei hij. “Je zou er vreselijk in zijn.,tijdens de ontwikkeling van deze theorie realiseerden banken en zijn collega ‘ s zich dat ze een probleem zouden kunnen hebben, zei hij. De horizontale ogen van een geit zouden in lijn moeten blijven met de horizon om het dier te laten profiteren van deze extra helderheid. Als de pupillen van het dier niet in de rij stonden toen het aan het grazen was, hoofd naar beneden, “daar gaat ons idee,” zei Banks.hij “rende weg” naar een lokale dierentuin, terwijl een van zijn collega ‘ s naar een boerderij in de buurt van zijn huis in Engeland ging, elk met een videocamera in de hand., Wat ze zagen zetten hun theorie terug in het spel: geiten, schapen en paarden draaien allemaal hun ogen — een met de klok mee en een tegen de klok in — om hun leerlingen in lijn te houden met de horizon tijdens het grazen.
banken konden geen verwijzing vinden naar dit talent in de wetenschappelijke literatuur, maar zei dat hij en zijn team “soort twijfel” ze ontdekten het. “Ik kan me niet voorstellen dat dit ieders aandacht miste voor de laatste paar honderd jaar,” zei hij.,
Eye evolution
als verticale pupillen voor de jacht zijn en horizontale pupillen voor de vlucht, waar blijft dan de ronde pupillen zoals die van mensen? Die resultaten, zei banken, zijn een beetje minder duidelijk. Dieren met ronde pupillen zijn meestal actieve roofdieren of foeragemieren die zowel overdag als ‘ s nachts wakker zijn. Maar de correlatie tussen de vorm van de leerling en deze eigenschappen was niet zo sterk als bij verticale en horizontale leerlingen.,
ten slotte creëerden de onderzoekers enkele stambomen van katten en honden (een groep die honden en vossen omvat), om erachter te komen of de vorm van de pupil slechts één keer in deze families is geëvolueerd of dat deze bij meerdere gelegenheden onafhankelijk opduikt. Ze ontdekten dat vreemde pupil vormen vele malen zijn geëvolueerd.
“Het is gewoon een soort van komen en gegaan, afhankelijk van hun niche,” zei Banks. “We denken dat welke druk er ook was om een bepaalde pupil vorm te ontwikkelen meerdere keren gebeurde, niet slechts één keer.,”
afstand oordelen zijn niet de enige reden dat dieren een bepaalde pupil vorm kunnen ontwikkelen, voegde Banks eraan toe. Andere factoren, zoals kleurzicht en patroonherkenning, spelen waarschijnlijk een rol.
de onderzoekers willen nu de interactie tussen het netvlies en de pupil bestuderen, met name in horizontale ogen. Veel dieren met horizontale pupillen hebben een” uitstrijkje ” netvlies, zei Banks, met hogere dichtheid van lichtreceptoren in een horizontale streep over het netvlies. (Mensen, daarentegen, hebben een cirkelvormig gebied genaamd de fovea dat bijzonder dicht is.,)
het team wil ook naar nog vreemdere ogen kijken. Sommige hagedissen hebben bijvoorbeeld pupillen die versmallen tot drie of vier verticaal gestapelde gaatjes. Koppotigen zoals inktvissen hebben echt bizarre,”W” -vormige pupillen. En sommige roggen hebben pupillen in de vorm van maansikkel.
” Er zijn een heleboel echt rare die er zijn, ” zei Banks.
volg Stephanie Pappas op Twitter en Google+. Volg ons @livescience, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over Live Science.,